CN102998791A

CN102998791A - 一种电润湿显示装置

Info

Publication number: CN102998791A
Application number: CN2012105112396A
Authority: CN
Inventors: 赵伟利
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2032-12-03
Also published as: CN102998791B

Abstract

本发明公开了一种采用电润湿技术的电润湿显示装置，用以解决单层电润湿显示装置结构比较复杂的问题，该装置包括第一基板以及第二基板，所述第一基板与所述第二基板之间的空间包括多个像素区域，所述像素区域内从第一基板至第二基板依次设置有第一透明电极、疏水介质层、第一流体层、第二流体层、第二透明电极，其特征在于，所述第一流体层为白色反射层。本发明直接采用白色反射层及彩膜实现了透射式电润湿显示，本发明还直接采用具有反射性的白色反射层、彩膜及黑色吸收层实现了反射式电润湿显示。本发明克服了以往单层反射式电润湿显示装置结构复杂的问题。

Description

一种电润湿显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种电润湿显示装置。

背景技术

目前，诸多光电技术正在快速的发展且应用在下一代平板显示器上。在此环境下，一种基于电润湿原理的电润湿显示装置因其具备响应速度快、视角广、耗电量小、轻薄便携等优点而受到广泛的关注。

电润湿原理是指通过调整施加在液体-固体电极之间的电势，来改变液体和固体之间的表面张力，从而改变两者之间的接触角。电润湿原理的电润湿显示装置可以通过有色油膜在电压控制下的收缩和扩展来控制灰度以实现多色显示或通过黑色油膜在电压控制下的收缩和扩展来控制灰度及与彩膜配合实现显示或通过黑色油膜在电压控制下的收缩和扩展来控制灰度实现黑白显示。

目前常见的电润湿原理的电润湿显示装置基本包括相对设置的第一基板、第二基板及之间的第一透明电极、第二透明电极、亲水隔离结构、疏水介质层、第一流体层及第二流体层；其中，所述第二基板下表面形成所述第二透明电极；所述第一基板上表面形成所述第一透明电极及所述疏水介质层；亲水隔离结构形成于所述疏水介质层及所述第二透明电极之间。亲水隔离结构多为呈格状设置的围堰，将疏水介质层与第二透明电极之间的空间分隔成多个矩形区域，以在所述第一基板及所述第二基板之间形成对应于子像素的空腔，上述每个矩形区域即是电润湿原理电润湿显示装置的一个像素区域。另外，所述疏水介质层还可以为疏水绝缘层，疏水介质层与所述第一透明电极之间还设置有绝缘层。

每一个像素区域内设置有第一流体层以及第二流体层，所述第一流体层为不透明的非极性溶液，所述第二流体层为透明的极性流体。其中，所述第一流体层填充在所述疏水介质层的上表面，所述第二流体层设置在所述第一流体层与所述第二透明电极之间。所述第一流体层的材料通常为黑色油墨、不透明彩油或类似十六烷的烷烃。所述第二流体层通常是与所述第一流体层互不相溶的透明导电液体，可为水或者盐溶液。所述电润湿显示器多利用环境光进行显示，为了提高显示效果，还可以在第一基板的下表面设置有用于提供入射光线的背光源。

现在以电润湿显示装置第一流体层包括黑色油墨、第二流体层包括极性水溶液、第一基板包括反射衬底、第二基板下表面设置有彩膜为例对反射式电润湿显示装置进行说明。

其中，黑色油墨作为光闸开光控制入射光的穿透量。当第一透明电极和第二透明电极上未施加电压时，黑色油墨会均匀覆盖在疏水介质层表面，此时为不透光状态，像素区域显示暗态；当在第一透明电极和第二透明电极上分别施加电压时，第一透明电极和第二透明电极之间形成电势差，第一透明电极和第二透明电极之间产生电场，由于电场的作用，疏水介质层上会产生极化电荷，极化电荷的产生会增强疏水介质层对极性水溶液的亲和力，使极性水溶液摊开在疏水介质层上，而驱使黑色油墨至像素角落。

同时，由于第一透明电极的电压是变化的，故极性水溶液对黑色油墨的驱使程度不相同，因此入射光的光量也不相同，经反射衬底反射的彩色光的亮度也是变化的。

目前电润湿技术有两种可能的显示模式，分别为单层和多层结构；单层电润湿显示装置采用黑色油墨搭配彩色滤光片制作，制作过程比较简单，但是这样的结构比较复杂，使用白色油膜则可以同时具备原本黑色油膜与反射衬底的作用，同时简化装置结构。

发明内容

本发明实施例提供了一种电润湿显示装置，用以解决单层电润湿显示装置中光利用率低的问题。

本发明实施例提供的一种电润湿显示装置，该装置包括第一基板以及第二基板，所述第一基板与所述第二基板之间的空间包括多个像素区域，所述像素区域内从第一基板至第二基板依次设置有第一透明电极、疏水介质层、第一流体层、第二流体层、第二透明电极，所述第一流体层为白色反射层。

本发明实施例提供的电润湿显示装置，改变现有技术利用黑色油墨、反射衬底和彩膜共同实现的反射式电润湿显示装置的设计，直接采用具有强反射性的白色反射层结合彩膜实现了透射式电润湿显示；同时，还利用白色油层结合黑色吸收层实现了反射式电润湿显示。本发明实施例提供的电润湿显示装置使用同时具备原本黑色油膜与反射衬底的作用的白色油层，克服了现有技术中单层电润湿显示装置结构比较复杂的问题。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的透射式电润湿显示装置的示意图；

图2为本发明实施例二提供的反射式电润湿显示装置的示意图。

具体实施方式

本发明实施例为了克服现有技术中单层电润湿显示装置结构比较复杂的问题，提供了一种结构简单的电润湿显示装置。

本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考附图的实施例的详细说明中，将会清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如，前、后、左、右等，仅是参考附加附图的方向。因此，使用的方向用语仅是用来说明并非限制本发明。

本发明实施例一提供的采用电润湿技术的电润湿显示装置为透射式电润湿显示装置，其结构如图1所示。从图1中可以看出，所述透射式显示器中，彼此相向设置的透明的第一基板11及第二基板12，其制作材料如玻璃、树脂等；且第一基板11及第二基板12之间有具有第二流体层13和第一流体层14。第二基板12与第一基板11相对的一侧上设置有彩膜15，彩膜15上设置有第二透明电极17；亲水隔离结构16形成于所述疏水介质层及所述第二透明电极17之间。亲水隔离结构16多为呈格状设置的围堰，将疏水介质层与第二透明电极17之间的空间分隔成多个矩形区域，以在所述第一基板11及所述第二基板12之间形成对应于子像素的空腔，上述每个矩形区域即是电润湿显示装置的一个像素区域。从上到下每个像素区域包括：第二基板12、彩膜15、第二透明电极17、第二流体层13、第一流体层14、疏水介质层18、绝缘层19、第一透明电极110、和第一基板11。

本发明实施例提供的电润湿显示装置中，第二透明电极17位于彩膜15下方，为透明平板电极，该第二透明电极不需要有特定的形状，其制作材料为透明导电材料，如氧化铟锡（ITO）等。

第一透明电极110位于绝缘层19和第一基板11之间，该第一透明电极110利用掩膜做成一定的形状，如条形等；且每个第一透明电极110都由独立的薄膜场效应晶体管TFT控制加电与否，进而控制第一流体层14在疏水介质层18上的分布状态。

所述第一流体层14位于第二流体层13和疏水介质层18之间，为添加了具有强反射颗粒的高分子烷烃，因颗粒能够反射可见光而使第一流体层呈现白色，称之为白色反射层；其中，所述白色反射层中的高分子烷烃为癸烷、十二烷等烷烃，所述具有反射性的颗粒为氧化钛纳米颗粒、铂纳米颗粒或银纳米颗粒。同时，所述具有反射性的颗粒与高分子烷烃不发生相互反应，且由于该微粒的相对表面积比较大，相应的受到的油的浮力比较大，所以该颗粒可以悬浮在高分子烷烃层中，和高分子烷烃层共同形成悬浊液。

所述第二流体层13位于第二透明电极17和第一流体层14之间，通常是与所述第一流体层互不相溶的透明导电液体，可为水或者盐溶液。

疏水介质层18设置在第一基板11上，位于第一流体层14和绝缘层19之间，不加电时，疏水介质层18和第一流体层14有较好的亲和力，第一流体层14可以平铺在疏水介质层18上，该疏水介质层18的制作材料包括聚四氟乙烯、氟树脂或据对二甲苯等具有表面张力小、抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的性能的材料。

所述电润湿显示器还在第一基板的下表面设置有用于提供入射光线的背光源。

当第一透明电极110上未施加电压时，由于疏水介质层18对第一流体层14的亲和度大于对第二流体层13的亲和度，而使第一流体层平铺于疏水介质层表面，此时背光源发出的光被第一流体层14反射或者散射掉，不能透过像素区，该像素区域显示暗态；当第一透明电极110和第二透明电极17上分别施加电压时，疏水介质层18上产生极化电荷，极化电荷的产生会增加疏水介质层18对第二流体层13的亲和力，第二流体层13会呈现摊开的状态使其自由能趋于能量最低，同时，第一流体层14被第二流体层13挤压到像素的角落，此时背光源发出的光可以透过像素区域，经彩膜形成不同的色光。

同时，由于第一透明电极的电压是变化的，故第二流体层对第一流体层的驱使程度不相同，第一流体层的反射表面面积是变化的，因此入射光的光量也不相同，经白色反射层反射的光的亮度也是变化的。

需要说明的是，此时环境光的光源与背光模组提供的光源相比可以忽略不计。

本发明实施例二提供的一种采用电润湿技术的电润湿显示装置，该电润湿显示装置为反射式电润湿显示装置，其结构如图2所示。从图2中可以看出，反射式电润湿显示装置与透射式电润湿显示装置的结构基本相同，在该反射式电润湿显示装置中，同样具有彼此相向设置的透明的第一基板11及透明第二基板12，其制作材料如玻璃、树脂等；且两板之间有具有透明的第二流体层13和第一流体层14；亲水隔离结构16将疏水介质层与第二透明电极17之间的空间分隔成多个矩形区域，以在所述第一基板11及所述第二基板12之间形成对应于子像素的空腔，上述每个矩形区域即是电润湿原理电润湿显示装置的一个像素区域。从上到下每个像素单元包括：第二基板12、彩膜15、第二透明电极17、第二流体层13、第一流体层14、疏水介质层18、绝缘层19、第一透明电极110、和第一基板11。

与透射式电润湿显示装置不同的是，在该反射式电润湿显示装置中还有一层位于绝缘层19和第一基板11之间的吸光层111。该吸光层111为黑色，由对可见光有强吸收能力的材料制成，例如：中空且多壁的碳纳米管膜层等。

本发明实施例二提供的反射式电润湿显示装置中，当第一透明电极110未施加电压时，第一流体层14平铺在疏水介质层18上，环境光光源发出的光a透过彩膜，形成不同的色光，然后经第一流体层14反射，反射光线a’再次透过像素区出射，此时像素区域为亮态；同时，由于施加在第一透明电极110上的电压是变化的，故极性水溶液对第一流体层14的驱使程度不相同，第一流体层14的反射表面是变化的，因此反射光的光量也不相同，经第一流体层14反射的光的亮度也是变化的。

当第一透明电极110和第二透明电极17上分别施加电压时，疏水介质层18上会产生极化电荷，该极化电荷的产生会增加疏水介质层对第二流体层13的亲和力，而驱使第一流体层14被挤压到像素角落，此时环境光b从第二基板12透过，经彩膜变为不同的色光，不同的色光经第一流体层14透过后被第一基板11上的吸光层111吸收，此时像素区域为暗态。

需要说明的是，本发明两个实施例之中均设置彩膜，此时第二流体层包括水或盐溶液，即可利用彩膜实现彩色显示，当然还可以不设置彩膜，此时所述第二流体层包括含有染料的水或盐溶液，利用所述染料的颜色实现彩色显示，所述染料可以为分散蓝，由于染料的材料都属于现有技术，在此不作赘述。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种电润湿显示装置，包括第一基板以及第二基板，所述第一基板与所述第二基板之间的空间包括多个像素区域，所述像素区域内从第一基板至第二基板依次设置有第一透明电极、疏水介质层、第一流体层、第二流体层、第二透明电极，其特征在于，所述第一流体层为白色反射层。

2.如权利要求1所述的电润湿显示装置，其特征在于，所述白色反射层为：包括高分子烷烃和反射颗粒的混合物。

3.如权利要求2所述的电润湿显示装置，其特征在于，所述混合物为悬浊液。

4.如权利要求2所述的电润湿显示装置，其特征在于，所述反射颗粒为二氧化钛纳米颗粒、铂纳米颗粒或银纳米颗粒。

5.如权利要求2所述的电润湿显示装置，其特征在于，所述白色反射层中的高分子烷烃为癸烷或十二烷。

6.如权利要求1所述的电润湿显示装置，其特征在于，所述第一基板与第一透明电极之间还设置有吸光层。

7.如权利要求6所述的电润湿显示装置，其特征在于，所述吸光层为黑色，其材料包括中空且多壁的碳纳米管膜层。

8.如权利要求1-7任一所述的电润湿显示装置，其特征在于，还包括设置于所述第二基板与所述第二透明电极之间的彩膜。

9.如权利要求8所述的电润湿显示装置，其特征在于，所述第二流体层包括水或盐溶液。

10.如权利要求1-7任一所述的电润湿显示装置，其特征在于，所述第二流体层包括含有染料的水或盐溶液。